光子計數(shù)、像素化X射線探測器-Widepix在成像、譜學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用
Widepix 系列是由捷克 Advacam 公司開發(fā)的無縫拼接的大面積光子計數(shù)、像素化（HPC）X 射線探測器。其每一個像素都對應(yīng)了一套完整的信號處理電路。入射 X 光在傳感器中直接轉(zhuǎn)換成電子空穴對后，電信號被每一個像素單元的電路進行處理和計數(shù)。相較于傳統(tǒng)的積分式 X 射線探測器，它具有零噪聲、高動態(tài)范圍、高靈敏度（單光子）、低點擴散和能量窗口鑒別能力等特點。相較于傳統(tǒng)的 X 射線成像，它主要由兩大優(yōu)勢：高對比度加上清晰的圖像和 X 射線的光譜信息，使材料的特定信息以顏色顯示。同時它還內(nèi)置了數(shù)據(jù)時間延時積分功能（TDI）以用于工業(yè)掃描應(yīng)用。
傳統(tǒng)間接 X 射線探測器、直接探測器、積分式探測器和光子計數(shù)、像素化 X 射線探測器的不同點。捕獲的圖像質(zhì)量主要在空間分辨率、圖像噪聲和材質(zhì)鑒別方面存在差異。
數(shù)字時間延遲積分(DTDI)允許對被檢查的樣本進行持續(xù)掃描，而不需要對無法匹配相機視野的單個圖像進行拼接。當(dāng)樣本在相機的視場中移動時，形成高質(zhì)量和分辨率的圖像。
不同類型傳感器探測器效率
無邊緣傳感器技術(shù)允許從各個方面將所有的模組緊密地放在一起，因此，相機的整個成像區(qū)域?qū)椛渫耆舾小獔D像中的模組之間沒有縫隙。該相機堅固耐用，可滿足工業(yè)用戶及科研工作者的各種使用需求。非常適合于工業(yè)無損檢測、X 射線成像、X 射線衍射、散射及光譜等應(yīng)用。
實物展示
WidePIX 2(1)X5 - MPX3
Industrial Spectral Imaging Camera
WidePIX 2(1)X5
Industrial Scanning Camera
WidePIX 5X5
Industrial Large Area Camera
WidePIX 2(1)X5 探測器放置于工業(yè)CT中
WidePIX 2(1)X5 - MPX3 探測器與機器人掃描儀及 50KV X射線聯(lián)用用于藝術(shù)品，輕材料飛機機翼的無損檢測
主要參數(shù)
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主要應(yīng)用之 X 射線成像
XRM-II nanoCT SEM based computed tomography
來自德國弗勞恩霍夫集成電路研究所和維爾茨堡大學(xué)及德國企業(yè)的研究團隊于2019年在International Symposium on Digital Industrial Radiology and Computed Tomography 報道了他們基于 SEM 改造的納米 CT 系統(tǒng)-XRM-II nanoCT，該系統(tǒng)基于幾何放大的原理，主要應(yīng)用于材料研究。
該系統(tǒng)由掃描電子顯微鏡 JEOLJSM7900 組成，用于將電子聚焦在針狀鎢或鉬靶上，尖端直徑約為 80 nm。通過這種方式，作者生成了相同大小的 X 射線源點，以實現(xiàn)低于 100 nm 的空間分辨率。探測器方面，作者選用了捷克Advacam公司的具有1 mm厚CdTe 傳感器層和1290 x 512 像素的光子計數(shù)、像素化探測器。由于納米X射線源的電子通量只有400nm所以參數(shù)X射線強度是非常弱，同時為了得到足夠的放大倍率，樣品需要離光源非常的近，探測器需要離樣品足夠的遠(yuǎn)，這樣一來到達(dá)探測器單個像素的X射線光子數(shù)就非常的少，這也是選擇，單光子靈敏、高探測器效率、高幀率的 widepix 探測器的主要原因。
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主要應(yīng)用之 X 射線譜學(xué)
A novel robust pulsed laser driven x-ray
source suitable for medical application
來自法國的研究團隊在 2022 年 4 月 4 日報道了他們開發(fā)的用于醫(yī)學(xué)應(yīng)用的激光驅(qū)動脈沖 X 射線源，其中激光的參數(shù)為 25 mJ, 1.7 ps at 100 Hz，X 射線的能量為 17KeV，焦斑尺寸為 20 μm x33 μm，其特別適用于乳房 X 光相襯成像。為了設(shè)計一種堅固，耐用的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，研究激光與目標(biāo)相互作用所發(fā)射的 X 射線的特性是至關(guān)重要的。對于硬 X 射線輻射的測試，作者選用了捷克 Advacam 公司的 CdTe 像素化、光子計數(shù) X 射線探測器 WidePix 2x5 和 Amptek 的CdTe 光譜儀。其中前者放置于離光源1m的距離，選擇光子計數(shù)模式用于測量 X 光的強度，并監(jiān)測了光強所時間的變化。得益于 Widepix CdTe 探測器的高幀率，在 17keV 的高量子效率使用監(jiān)測 X 射線源的強度成為可能。
來自上海科技大學(xué)和上海高能研究院的翁祖謙教授等在 2022 年 3 月 27 報道了他們建立的一個基于羅蘭圓幾何結(jié)構(gòu)的設(shè)備，在在軸和離軸羅蘭圓開的情況下，研究了 Si(444) sbc 在 60°—86° 不同布拉格角下的聚焦性能。Advacam 公司的CdTe像素化、光子計數(shù)X射線探測器 WidePix 1x5 用于探測、研究球面Si（444）鏡子在弧矢面和子午面的聚焦性能。結(jié)論顯示，球面彎曲晶體由于在羅蘭面（弧矢面）和非羅蘭面（子午面）的焦長不同，顯示除了不同的聚焦性能。Widepix 的高空間分辨能力（55 微米像素及 1 個像素的擴散）、高探測效率、高動態(tài)范圍使得對聚焦光斑的分析更為靈敏、精確。
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主要應(yīng)用之 X 射線衍射
In situ X-ray and acoustic observations of deep
seismic faulting upon phase transitions in mantle olivine
2022 年初來自日本 spring8、同步輻射研究所和愛媛大學(xué)的研究團隊在 Research Square 預(yù)發(fā)表了他們的研究成果。
深層地震的活動，隨著深度的增加，從~400公里到~600公里處達(dá)到峰值，在680公里處突然減少到零，這是一個謎，因為在13-24 GPa的相應(yīng)壓力下，不太可能發(fā)生脆性破壞。
基于壓力下的相變實驗，有人提出俯沖板塊中橄欖石的壓力誘導(dǎo)相變是深層地震發(fā)生的原因。然而，大多數(shù)實驗是使用地幔橄欖石的類似材料在低于~5 GPa 的壓力下進行的，這并不直接適用于實際的板片。在這里，作者報告了在 11-17 GPa 和 860-1250 K 下（Mg，F(xiàn)e）2SiO4 橄欖石的相變實驗，該實驗結(jié)合原位 X 射線觀測和聲發(fā)射測量，該溫度，壓強條件相當(dāng)于俯沖板片較冷區(qū)域進入地幔過渡區(qū)。
對于X射線衍射實驗，作者使用 MAR-CCD 相機拍攝單色 X 射線（能量 60 keV）的二維徑向衍射圖案，曝光時間為 8-9 分鐘。為了提高測量的時間分辨率，在后來的四次運行 (M3423-3426) 中采用了帶有 CdTe 傳感器的 WidePix 5x5 成像探測器 (Advacam Co.)。使用 WidePix 檢測器將二維衍射圖案的曝光時間縮短至 70 秒。得益于WidePix 5x5 的探測器的高靈敏度和高探測器效率使的更高的時間分辨成為可能。